KR101282660B1

KR101282660B1 - 스마트 헬멧의 산소공급장치 및 방법

Info

Publication number: KR101282660B1
Application number: KR1020110083354A
Authority: KR
Inventors: 박정환; 이철우; 박운용; 김주찬
Original assignee: (주)티엘씨테크놀로지
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-07-23
Also published as: WO2013027892A1; KR20130021064A

Abstract

본 발명에 따른 스마트 헬멧은, 작업자 주변의 유해가스 발생을 감지하여 센싱 신호를 생성하는 센싱부와, 작업자의 눈 깜빡임을 인식하고 인식신호를 생성하는 인식부와, 유해가스 발생을 대비하여 산소를 저장하는 산소저장부와, 상기 센싱신호와 인식신호를 수신하여, 유해가스의 발생유무와 작업자의 상태를 파악하는 제어부와, 만일, 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜박임이 없는 것으로 인식된 경우, 상기 제어부의 지시에 따라, 소정의 알림 메시지를 작업자에게 전달하는 알람부와, 고글 일측에 산소공급을 위한 소정의 노즐을 구비하고, 상기 제어부의 지시에 따라 상기 노즐을 통해 작업자에게 산소를 공급하는 산소공급 고글부와, 및 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜박임이 없는 것으로 인식된 경우, 인식된 메시지를 상기 제어부의 지시에 따라 통제센터로 송출하는 통신부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 스마트 헬멧은 밀폐된 작업장에서 유해 가스의 발생 유무와 작업자의 상태를 파악하여 눈 깜박임이 없는 것으로 인식되는 경우 작업자에게 소정의 알림 메시지를 전달하고, 제어부 지시에 따라 산소를 공급함과 동시에 작업자의 상태 메시지를 통제센터로 송출함으로써 유해가스 사고로부터 추후 대처가 원활하고 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

Description

스마트 헬멧의 산소공급장치 및 방법{OXYGEN SUPPLY APPARATUS AND METHOD OF SMART HELMET}

본 발명은 스마트 헬멧에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밀폐되거나 유해가스가 발생하는 작업지의 작업자를 위한 스마트 헬멧에 관한 것이다.

밀폐된 작업장에서 유해가스 노출 시, 작업자는 유해가스로부터 안전을 보장받지 못하는 환경에 있다. 구체적으로, 작업장 소음으로 인하여 경보음 시설이 있음에도 듣지 못하는 경우, 또는 밀폐되어 환기가 원활하게 이루어지지 않는 장소에서 산소의 농도가 서서히 낮아져 산소 결핍을 느끼지 못하는 경우 등 작업자는 각종 산업현장에서 유해 가스로 인한 중독 사고 위험에 항시 노출되어 있다.

한편, 유해 가스 검지기가 부착된 헬멧과 관련해서는 한국공개실용 20-1998-062269호(이하, '선행문헌')에 일부 내용이 개시되어 있다.

선행문헌에 따른 장치는 그 공개공보에 기재된 바와 같이, 안전모 일측에 검지기센서를 가진 자동가스검지기를 설치하고, 상기 자동가스검지기에 귀마개 상의 이어폰을 이어폰 잭으로 연결사용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기한 선행문헌은, 귀마개 상의 이어폰을 통하여 가스 누출 시 경보음으로 신속하게 인식하는 효과만 있을 뿐, 본 발명과 같이 산소 전달이 신속히 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.

한국공개실용 20-1998-062269호(고안의 명칭: 경보용 가스검지기가 부착된 안전모)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 밀폐된 작업장에서 유해 가스의 발생 유무와 작업자의 상태를 파악하여 눈 깜박임이 없는 것으로 인식되는 경우 작업자에게 소정의 알림 메시지를 전달하는 스마트 헬멧을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은, 제어부 지시에 따라 작업자에게 산소를 공급함과 동시에 작업자의 상태 메시지를 통제센터로 송출하는 스마트 헬멧을 제공함에 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 스마트 헬멧에 관한 것으로서, 작업자 주변의 유해가스 발생을 감지하여 센싱 신호를 생성하는 센싱부와; 작업자의 눈 깜빡임을 인식하고 인식신호를 생성하는 인식부와; 유해가스 발생을 대비하여 산소를 저장하는 산소저장부와; 상기 센싱신호와 인식신호를 수신하여, 유해가스의 발생유무와 작업자의 상태를 파악하는 제어부와; 만일, 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜박임이 없는 것으로 인식된 경우, 상기 제어부의 지시에 따라, 소정의 알림 메시지를 작업자에게 전달하는 알람부와; 고글 일측에 산소공급을 위한 소정의 노즐을 구비하고, 상기 제어부의 지시에 따라 상기 노즐을 통해 작업자에게 산소를 공급하는 산소공급 고글부와; 및 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜박임이 없는 것으로 인식된 경우, 인식된 메시지를 상기 제어부의 지시에 따라 통제센터로 송출하는 통신부;를 포함한다.

또한, 상기 스마트 헬멧은 작업자와 작업지 주변을 밝히기 위한 LED 조명장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 통신부는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)의 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 통제 센터와의 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 산소 저장부는 소형의 캡슐 형상으로서, 상기 스마트 헬멧 좌우 일측에 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 산소공급 고글부는 상기 산소저장부에서 상기 산소공급 고글부의 일측까지 연통되어, 밑단 테두리를 둘러싸는 노즐과; 상기 노즐로부터 산소를 분사시키는 다수의 산소 분사공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 알림 메시지는 진동, 경고음 중 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 스마트 헬멧으로부터의 산소공급 방법에 관한 것으로서, 센싱부를 통해 작업자 주변의 유해가스가 감지되면, 그에 따른 센싱 신호를 생성하는 단계; 작업자의 눈 깜빡임을 인식하여 인식신호를 생성하는 단계; 제어박스가 상기 센싱신호와 인식신호를 수신하여, 유해가스 발생유무 및 작업자의 상태를 파악하는 단계; 유해 가스 발생가 감지되고 작업자의 눈 깜빡임이 없는 것으로 인식될 경우, 상기 제어박스에 포함된 제어부의 지시에 따라 알람 메시지를 작업자에게 전달하고, 작업자의 상태 정보를 통제센터로 송출하는 단계; 상기 제어부의 지시에 따라, 산소공급 고글부를 통해 작업자에게 산소를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 밀폐된 작업장에서 유해가스 발생 시 작업자에게 신속히 알림메시지를 전달하고, 산소를 공급함으로써 유해가스로 인한 인명피해를 줄여주는 효과가 있다.

또한, 작업장을 관리하는 통제센터로 유해가스 발생 여부를 신속하게 전달함으로써 유해가스 사고로부터 추후 대처가 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 스마트 헬멧에 관한 블록 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 스마트 헬멧에 관한 사시도.
도 3 는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 산소공급 고글부 분해도.
도 4 는 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 동작방법에 관한 흐름도.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 스마트 헬멧(100)에 관한 블록 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 헬멧(100)은 센싱부(110), 인식부(120), 산소저장부(130), 제어박스(140), 알람부(150) 및 산소공급 고글부(160) 를 포함한다.

상기 센싱부(110)는 작업자 주변의 유해가스 발생을 감지하여 센싱신호를 생성한다.

상기 센싱부(110)는 인체에 유해한 가스를 감지하는 가스 감지 센서를 포함한다. 또한, 상기 센싱부(110)는 스마트 헬멧의 내/외부 온도를 감지하는 온도 감지센서, 작업자 주변의 조도를 감지하는 조도감지 센서, 헬멧에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하는 충격감지 센서 등을 더 포함할 수 있다.

상기 센싱부(110)는 상기 가스 감지 센서가 발생한 센싱 신호를 제어부(144)로 전달한다.

상기 인식부(120)는 작업자의 눈 깜빡임을 인식하고, 그에 따른 인식신호를 생성하며, 눈 깜빡임 인식을 위한 카메라(미도시)를 구비한다.

상기 산소저장부(130)는 유해가스 발생을 대비하여 산소를 저장한다. 상기 산소 저장부(130)은 소형의 캡슐 형상으로서, 상기 스마트 헬멧 좌우 일측에 각각 구비된다.

상기 알람부(150)는 만일, 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜빡임이 없는 것으로 인식된 경우, 제어부(144)의 지시에 따라, 소정의 알림 메시지를 작업자에게 전달한다. 상기 알림 메시지는 진동, 경고음 등으로 나타낼 수 있으며, 이들을 혼합한 형태를 가질 수 있다.

상기 산소공급 고글부(160)는 몸체를 형성하는 글라스(미도시)와, 상기 글라스의 일측까지 연통되어, 상기 글라스 밑단 테두리에 형성되는 노즐(미도시) 및 상기 노즐을 통해 유입되는 산소를 작업자에게 분사시키는 다수의 산소 분사공(미도시)을 구비한다.

상기 통신부(146)는, 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜빡임이 없는 것으로 인식된 경우, 인식된 메시지를 상기 제어부(144)의 지시에 따라 통제센터(200)로 송출한다.

상기 통신부(146)는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)의 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 통제 센터(200)와의 통신을 수행하며, 상기 제어박스(140)내에 구비된다.

상기 제어박스(140)는 스마트 헬멧(100)의 각 구성요소들(110 내지 130, 150 내지 160)의 제어를 담당하는 제어부(144)를 포함하며, 상기 제어부(144)는 상기 센싱부(110)와 인식부(120)로부터 센싱신호와 인식신호를 각각 수신하여, 유해가스의 발생유무와 작업자의 상태를 파악한다.

상기 제어박스(140)는 또한 전원부(148)를 포함한다.

상기 전원부(148)는 제어부(144)의 지시에 따라 각 구성장치에 전력을 공급 하며, 상기 제어박스(140)의 크기를 고려하여 가능한 소형화하는 것이 바람직하다.

도 2 는 본 발명에 따른 스마트 헬멧(100)에 관한 사시도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 제어박스(140)는 작업자와 작업지 주변을 밝히기 위한 LED 조명장치(142) 및 상기 스마트 헬멧과 관제센터(200)와의 통신을 위한 안테나(146-1)를 포함한다.

상기 제어부(144)는 유해 가스 감지 시 상기 인식부(120) 즉, 카메라(122)로 촬영된 영상정보를 통해 작업자의 상태를 파악함과 동시에 상기 통신부(146)를 통하여 상기 영상 정보들을 상기 관제센터(200)로 전송한다.

본 발명에 따른 인식부(120)는 카메라(122)에 의해 구현되며, 작업자의 눈 깜빡임을 인식한다.

상기 카메라(122)는 스마트 헬멧(100)의 챙 중앙 하부에 작업자의 눈을 향해 고정 설치되며, 초당 한번 씩 작업자의 눈 깜빡임을 촬영하여 촬영된 영상정보들을 상기 제어부(144)로 전달한다.

상기 제어부(144)는 촬영한 영상정보들을 메모리(미도시)에 저장하지 않고, 작업자의 눈 깜빡임 이상 감지 시에만 저장하여 상기 통제 센터(200)로 전송한다.

상기 제어부(144)는 작업자가 유해 가스에 노출 되었을 때, 상기 산소 저장부(130)를 제어하여 상기 산소공급 고글부(160)로 산소를 전달하고, 상기 산소공급 고글부(160)의 노즐(164)을 통과한 산소가 상기 산소 분사공(166)을 통해 작업자에게 분사되도록 한다.

상기 산소 저장부(130)는, 작업자가 상기 알림부(150)의 알림 메시지를 통해 상황을 파악하여, 작업장을 신속히 빠져나갈 수 있을 때까지의 산소만을 필요로 하기 때문에 소형의 캡슐 형태가 가능하다. 상기 산소 저장부(130)는 탈부착이 가능하고, 주입식으로 충전하여 재사용할 수 있다.

유해 가스 발생 시, 상기 제어부(144)의 제어에 따라 산소 저장부(130)의 산소가 노즐(164)로 전달되고, 다수의 산소 분사공(166)을 통해 작업자에게 분사되기 까지는 약 2초의 시간이 소요된다.

도 3 은 본 발명에 따른 산소공급 고글부(160)를 상세히 내타낸 도면이다.

상기 글라스(162)은 눈을 보호하고, 어두운 곳에서는 원활한 작업을 위해 명도 10의 투명한 안경이었다가, 밝은 곳에서는 명도 4의 회색으로 변하여 작업을 용의하게 하고 햇빛을 차단하는 역할을 수행한다.

상기 노즐(164)은 상기 글라스(162) 내측에 형성되는 관(管)으로써 상기 산소공급 고글부(160)의 하측 테두리를 둘러싸 형성된다. 그리고 상기 노즐(164)은 길게 연장되어 상기 산소 저장부(130)와 연결된다.

상기 산소 분사공(166)은 상기 노즐(164)을 통과해 유입된 산소를 배출하는 구멍으로써, 상기 글라스(162) 하단 외주면 전체에 다수 배치되며, 상기 산소 분사공(166)의 배치 형태 및 개수는 다양하게 설정할 수 있다.

도 4 는 본 발명에 따른 스마트 헬멧(100)을 이용한 산소공급 방법에 관한 전체 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 스마트 헬멧(100)의 산소공급장치 및 방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

센싱부(110)는 우선 작업자 주변의 유해가스 발생 여부를 감지한다. 그리고 유해가스가 감지되면, 그에 따른 센싱 신호를 생성한다(S10).

그리고 인식부(120)는 작업자의 눈 깜빡임을 인식하여 인식신호를 생성하고(S20), 제어부(144)로 전달한다. 그러면 제어부(144)는 상기 센싱신호와 인식신호를 수신하여, 유해가스 발생유무 및 작업자의 상태를 파악한다(S30).

만일, 유해 가스 발생가 감지되고 작업자의 눈 깜빡임이 없는 것으로 인식될 경우, 상기 제어부(144)는 알람 메시지를 작업자에게 전달하고(S40), 동시에 산소공급 고글부(160)를 통해 작업자에게 산소를 공급한다(S50). 그리고 작업자의 상태 정보를 통제센터(200)로 송출한다(S60).

상기 과정 (S50) 에서 산소는 산소 저장부(130)로부터 배출되어 상기 산소공급 고글부(160)의 노즐(164)로 전달되고, 상기 노즐(164)을 거쳐 다수의 산소 분사공(166)을 통해 작업자에게 분사된다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

상기와 같은 본 발명은 밀폐된 작업장에서 유해가스 발생 시 작업자에게 신속히 알림메시지를 전달하고, 산소를 공급함으로써 유해가스로 인한 인명피해를 줄여주는 효과가 있다.

스마트 헬멧 : 100
카메라 : 122
LED 조명장치 : 142 제어부 : 144
통신부 : 146 안테나 : 146-1
전원부 : 148
글라스 : 162 노즐 : 164
산소 분사공 : 166
센싱부 : 110 인식부 : 120
산소 저장부 : 130 제어박스 : 140
알람부 : 150 산소공급 고글부 : 160
통제센터 : 200

Claims

작업자 주변의 유해가스 발생을 감지하여 센싱 신호를 생성하는 센싱부와;
작업자의 눈 깜빡임을 인식하고 인식신호를 생성하는 인식부와;
유해가스 발생을 대비하여 산소를 저장하는 산소저장부와;
상기 센싱신호와 인식신호를 수신하여, 유해가스의 발생유무와 작업자의 상태를 파악하는 제어부와;
만일, 유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜박임이 없는 것으로 인식된 경우, 상기 제어부의 지시에 따라, 소정의 알림 메시지를 작업자에게 전달하는 알람부와;
글라스 테두리에 산소공급을 위한 소정의 노즐을 구비하고, 상기 제어부의 지시에 따라 상기 노즐을 통해 작업자에게 산소를 공급하는 산소공급 고글부와;
유해가스가 발생하고 작업자의 눈 깜박임이 없는 것으로 인식된 경우, 인식된 메시지를 상기 제어부의 지시에 따라 통제센터로 송출하는 통신부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 스마트 헬멧은 작업자와 작업지 주변을 밝히기 위한 LED 조명장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 통신부는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)의 통신 프로토콜들 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 통제 센터와의 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 인식부는 눈 깜빡임 인식을 위한 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧
제 1 항에 있어서,
상기 산소 저장부는 소형의 캡슐 형상으로서, 상기 스마트 헬멧 좌우 일측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧.
제 1 항에 있어서, 상기 산소공급 고글부는
상기 산소저장부에서 상기 산소공급 고글부의 일측까지 연통되어, 밑단 테두리를 둘러싸는 노즐과; 및
상기 노즐로부터 작업자에게 산소를 분사시키는 다수의 산소 분사공을 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 알림 메시지는 진동, 경고음 중 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧.
센싱부를 통해 작업자 주변의 유해가스가 감지되면, 그에 따른 센싱 신호를 생성하는 단계와;
작업자의 눈 깜빡임을 인식하여 인식신호를 생성하는 단계와;
제어부가 상기 센싱신호와 인식신호를 수신하여, 유해가스 발생유무 및 작업자의 상태를 파악하는 단계와;
유해 가스 발생가 감지되고 작업자의 눈 깜빡임이 없는 것으로 인식될 경우, 상기 제어부의 지시에 따라 알람 메시지를 작업자에게 전달하고, 산소공급 고글부를 통해 작업자에게 산소를 공급하는 단계와;
상기 제어부의 지시에 따라, 작업자의 상태 정보를 통제센터로 송출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧의 산소공급 방법.
제 8항에 있어서, 상기 산소를 공급하는 단계는,
상기 제어부의 지시에 따라, 산소 저장부로부터 상기 산소 공급 고글부의 노즐로 산소를 전달하는 단계와;
상기 산소공급 고글부의 노즐에 구비된 다수의 산소 분사공을 통해 작업자에게 산소를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 헬멧의 산소공급 방법.